基于无人机遥感的天然次生林林窗格局与林下生物多样性关系

林窗作为一种中小尺度干扰在森林群落中广泛存在。林窗可以改善林下光照和水热条件,进而对林下生物多样性产生影响。为进一步研究林窗与林下生物多样性的关系,本研究选取深圳大鹏半岛鹅公村附近面积为1 hm^(2)的阔叶混交次生林为研究对象,将植被调查数据与无人机遥感正射影像相结合,从不同尺度分析了研究地林窗格局与林下生物多样性间的关系。结果表明:1)研究地属典型次生林,群落正处于演替的初、中级阶段,林下层主要由灌木和小乔木组成;2)基于无人机正射影像提取的林窗呈数量多、面积小的空间分布格局,面积在2~15 m^(2)的林窗面积占比达到93.6%,最大林窗面积为20.75 m^(2),平均林窗面积为3.99 m^(2);3)10 m×10 m和20 m×20 m尺度下,林窗与林下生物多样性间无显著相关关系,5 m×5 m尺度下,最大斑块比例与林下生物多样性指数间产生相关性。综上,在研究区内,随着研究尺度的变小,林窗为林下群落提供异质性生境的能力提高,而在10 m×10 m和20 m×20 m尺度下,林窗难以对林下生物多样性产生影响。

珠三角某遗留造船厂场地土壤重金属人体健康风险评估及源解析

土壤重金属的人体健康风险评估和源解析是场地污染控制和风险防范的关键。以珠三角某造船厂场地土壤为研究对象,采集造船厂场地169个50cm深度的表层土壤样品,测定土壤pH值及8种重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Hg和As的含量;用反距离权重插值法(IDW)探究造船厂土壤重金属的空间分布规律,通过美国环保署(USEPA)推荐的人体健康风险评估方法量化不同人群暴露于造船厂土壤重金属的人体健康风险,并用主成分分析-多元线性回归模型(PCA-MLR)定量解析土壤重金属的来源。结果表明:(1)土壤重金属Pb、Hg和As在部分点位的含量超过一类建设用地风险筛选值,人体健康风险评估表明造船厂土壤重金属存在不同程度的非致癌和致癌风险,且Pb和As是主要贡献因子;(2)土壤Cu、Zn和As的高值出现在造船坞和涂装车间,土壤Ni和Cr高值出现在管加新车间;(3)PCA-MLR模型源解析表明造船厂场地土壤重金属来源主要有3种:Cu、Zn、As和少部分的Cd来源于船体加工过程,Ni、Cr和少部分Cd来源于自然源和管加新车间钢材的加工、堆放,Pb和Hg来源于造船厂内部的交通运输过程,上述3种来源贡献率分别为60.8%、14.8%、24.4%。为降低造船厂土壤重金属污染引起的人体健康风险,建议加强造船坞和涂装车间以及管加新车间等重点区域土壤Cu、Zn、As、Cr等污染物的风险管控。

深圳大鹏半岛薇甘菊的空间发生规律

【目的】研究薇甘菊的入侵与地形、人为干扰间的关系,量化不同干扰因素对薇甘菊发生的影响,进一步揭示薇甘菊的发生规律,为薇甘菊的系统防治与管控提供技术支持。【方法】使用无人机遥感系统所获取的高分辨率航片作为数据源,通过目视解译方法确定薇甘菊的发生区域后结合3S技术手段,对深圳大鹏半岛210000 m^(2)研究区内的薇甘菊发生状况与地形因子及人为干扰度间的关系进行系统分析。【结果】研究区内薇甘菊在低海拔区和阳坡分布居多,86.80%的薇甘菊入侵发生在人类轻中度干扰区,20°~40°坡度位置是薇甘菊的重点发生区。研究网格单元内薇甘菊的发生面积与坡度、高程显著负相关(P<0.01),与坡向相关性较差。【结论】在人为干扰较小的自然条件下,制约薇甘菊扩散发生的主要因子是入侵地的群落结构,而在人为干扰较为严重的地区,薇甘菊入侵的发生与人类活动消失后产生的空白生态位密切相关。

应用热脉冲系统对桉树人工林树液流通量的研究

应用热脉冲式树液流测定系统和自动气象站 1 999年 9月～ 2 0 0 0年 9月的观测资料 ,探讨了广东省湛江市雷州半岛两个桉树人工林树液流通量 (Sap flux density,SFD)的时空动态及其与环境因子的相关关系。河头和纪家两地桉树林的树液流变化具有明显的昼夜节律性 ,大约从清晨 7:0 0开始萌动 ,1 2 :0 0以后达到峰值 ,夏季连续 4 d中 (2 0 0 0年 6月 1 5日～ 6月 1 8日 )河头 SFD最大值 44.2 1± 4.5 ml/ (cm2 · h) ,纪家 2 9.2± 7.2 ml/ (cm2· h)。此后 ,SFD逐渐减小 ,一直到日落前后降至最低值。树液流在不同的季节具有不同的昼夜节律性变化规律。两地 SF D值的季节波动节律相似 ,湿季时相对较大。但是河头日平均 SFD值 (2 4 36± 1 1 92 .5 ml/ (cm2 · d) )要比纪家 (1 70 3± 82 4 .5 ml/ (cm2 · d) )高 ,这主要是由于两地土壤质地的差异所导致的。在所选时段内 ,SFD的最大值出现在河头的冬季和纪家的夏季 ,这是由于这两天的大气饱和水气压差 ,太阳辐射和土壤有效持水量都比较高的缘故。在空间上 ,从形成层到心材 ,SF D最初有所增加 ,随后持续减小。整个观测期间两地 SFD的极大值均出现在 6月中旬 ,河头为 51 .53ml/ (cm2· h) ,而纪家为 39.85ml/ (cm2 · h) ,显然 ,由于环境条件的限制 。

鼎湖山不同演替阶段的森林土壤水分动态

运用中子水分仪监测了鼎湖山土壤水分数据,分析了鼎湖山不同演替阶段林地的土壤水分动态及其特征,探讨了温室效应对自然群落演替下土壤水分的影响.研究表明,鼎湖山不同林型林地土壤水分变化具有明显的差异,但它们的总体变化规律基本一致,即季风林、混交林、针叶林同一土层土壤储水量具有相似的变化趋势,从地表往下,土壤各层储水量呈下降趋势.随着森林的演替,林地土壤持水能力增强,且逐渐集中分布在根系比较密集的土壤上层.从各土层间的相关性来看,季风林最强,其次为针叶林,混交林最小.根据各季节土壤储水量变化的特点,鼎湖山土壤水分变化的季节动态大致分为3个阶段:土壤水分亏损期(1—3月)、补偿期(4—9月)和相对稳定期(10—12月).

鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文效应研究

对鼎湖山针阔叶混交林水文效应的研究表明2002年8月-2003年7月,大气总降水量为1690mm,林内净降水量为1212.7mm,占总降水量的72%,其中穿透雨量和茎流量分别为1125.3和87.4mm,占总降水量的66.6%和5.2%。林冠截留量为477.3mm,截留率28.2%。地表径流量62.1mm,占总降水量的3.7%。在一定的降水量范围内,林冠对降水的截留量随着降水量的增加而增加,不同的雨量级,林冠截留量变化的趋势曲线不同,且一次截留降水量饱和值约为25mm;穿透雨量、茎流量均随着林外大气降水量的增加呈线性增加;当日大气降水量在0-30mm时,地表径流量很小,且呈线性递增;当日大气降水量>30mm时,地表径流量随降水量增加以对数递增。与马尾松纯林和季风常绿阔叶林相比,针阔叶混交林在减少地表径流和保持水土等方面具有更好的水文生态效应。

鼎湖山针阔混交林土壤热状况研究

选取2003年1月1日-12月31日的土壤热状况实测数据，探讨了鼎湖山针阔混交林各层次土壤温度、土壤热通量及与净辐射的关系．结果表明：随土层深度的增加，土壤温度日变化振幅越来越小，40cm深度处土壤温度几乎没有明显的日变化；越接近地表，土壤温度月变化越剧烈；不同时间尺度上不同深度处土壤温度与净辐射之间存在极显著的线性相关关系（P〈0．0001）；5cm深度处土壤热通量振幅明显小于表层，且日变化节律也延滞0．5-1．0h；表层土壤热通量对冠层净辐射的反馈延滞约2．5h，而5cm深度处土壤热通量则延滞3．5h，同时净辐射与表层土壤热通量的相关性更为密切．

鼎湖山针阔叶混交林水文学过程中总有机碳动态

2002年7月～2003年7月对鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文学过程中总有机碳(TOC)总量和浓度进行了初步研究.结果表明,观测期间,林外大气降水输入的TOC总量为41.80kg·hm-2·yr-1,地表径流和地下水(50 cm土壤渗透水)输出分别为17.54和1.80kg·hm-2·yr-1,输入输出之差为22.46kg·hm-2·yr-1,系统TOC为正平衡.各类型水中TOC总量月动态基本上与大气降水月动态变化趋势一致.大气降水的TOC平均浓度为3.64 mg·L-1.经过森林林冠淋洗和树干淋溶后,穿透雨和树干流中TOC的平均浓度分别比大气降水中TOC浓度增加了6.10倍和7.39倍.地表径流、25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC平均浓度分别为12.72、7.905和3.06 mg·L-1.穿透雨和树干流中TOC浓度的月变化相似,生长季初(3月),TOC浓度开始增加,9月后逐渐下降,12月又有所回升.降水量较大的月份地表径流中TOC浓度较高.25 cm和50 cm土壤渗透水中TOC浓度无明显的月变化规律.不同树种树干流中TOC浓度差异很大.大气降水、穿透雨、25 cm和50 cm土壤水中TOC浓度随降水量的增加而规律性递减,树干流和地表径流中TOC浓度与大气降水量之间无明显相关关系;除树干流和土壤水外,水文过程各分量水中TOC浓度随着大气降水强度的变化呈现规律性波动.

鼎湖山针阔叶混交林生态系统水文过程研究

以鼎湖山针阔叶混交林(以下简称混交林)生态系统为研究对象,探讨了不同降水特征下森林生态系统水文过程,主要研究结果如下:(1)不同的降雨特征决定了不同的降雨过程和穿透雨过程,混交林生态系统穿透雨累积增加曲线与降水量的累积增加曲线变化是同步的;(2)2002年7月27日-28日特大暴雨最大降水量、最大穿透雨量分别为122.8 mm和104.9 mm, 且穿透雨最大值出现的时间滞后于降水强度最大值出现的时间1 h;(3)8月18日-20日特大暴雨,穿透雨量累积增加曲线与大气降水的累积增加曲线非常相似,且穿透雨最大值出现的时间略滞后与大气降水最大值出现的时间;(4)中雨时降水累积量达到最大值(59.6 mm)与穿透雨累积量达到最大值(43.6 mm)的时间一致;(5)树干流和地表径流量与大气降水量的累积变化曲线并不是完全同步的,在一定的降水量范围内,树干流量和地表径流量随着大气降水量的增加而增加;(6)无论是特大暴雨还是中雨发生时,即使在特大暴雨影响下,树干流(2.3～16.4 mm)和地表径流(1.6～8.8 mm)量都很小,系统具有很强的保水保墒能力;(7)混交林穿透雨强度变化过程基本取决于大气降水强度变化,树干流强度和地表径流强度数值很小且变化过程不明显.

工科院校愉快式双语教学方法探微

文章讨论了工科类院校运用愉快双语教学的最佳方法和手段,并就如何创造最佳的环境来激发学生,使他们既掌握专业知识又能培养学习英语的兴趣作了有益的尝试。

划分土壤类型的一种新方法——以功能生态学理论为基础(英文)

借助功能生态学的理论 ,提出了运用土壤的特征物质 (CM)和特征时间 (CT)区分土壤类型的新方法。通过数学模拟 ,分别计算了灰色森林土和黑钙土的特征物质和特征时间 :当灰色森林土和黑钙土的年凋落物量分别为 5 .5t·hm-2 和 11.2t·hm-2 时 ,它们的CM和CT分别为 133t·hm-2 、80年和 82 0t·hm-2 、6 5 0年。CM和CT的值随着输入土壤的物质量和土壤中分解速度的变化而变化 ,而且受外界环境因素 (包括自然因素和人为因素 )的影响。

鼎湖山季风常绿阔叶林粗死木质残体的研究

在3次样地调查的基础上对鼎湖山季风常绿阔叶林内粗死木质残体的贮量、输入量进行了研究,并通过比较林窗范围内土壤养分含量,初步评述了粗死木质残体在森林生态系统养分循环中的作用。研究结果表明:1)季风常绿阔叶林粗死木质残体的贮量为25.278t·hm^(-2),立木、倒木、大枝所占的比例分别为32.02％、49.62％和18.36％;2)1994～1999年间群落的死亡率为24％·a^(-1),死亡个体以胸径小于5cm的为主,粗死木质残体的平均输入量为4.128t·hm^(-2)·a^(-1);3)倒木主体所在的样方土壤有机质和速效钾的含量较高。

污染底泥修复治理技术研究进展

综述了疏浚、覆盖、化学处理和生物处理等底泥修复治理技术的研究进展,并指出该研究领域尚需解决的技术难题。

生物炭来源、性质及其在重金属污染土壤修复中的研究进展

生物炭在改良土壤、固碳与环境修复等方面的良好特性使其成为农业和环境保护领域的研究热点。然而由于生物炭的稳定性强、比表面面积大,施用到土壤后会改变原有的土壤环境,影响重金属在土壤中的环境行为。本文就生物炭制备、特性、土壤重金属的稳定化机制及影响因素进行综述,在此基础上,对生物炭在土壤中的环境行为及归趋、重金属污染土壤的生物炭修复机理及环境效应、生物炭前体物的环境风险与生物炭作为负载材料等方面进行了展望。

桉树人工林冠层气象因子对雨季土壤水分的影响

对雷州桉树人工林集水区土壤水分及林冠层气象因子一年内(1999/10/01-2000/09/30)雨季的定位观测结果进行了典型相关分析,得出如下结果:(1)在雨季,土壤含水量(SMC)随着土壤深度变化而变化,在0-4m范围内层间含水量差异显著;雨季各层SMC主要受降雨量的影响;(2)受充沛降雨量的强烈影响,雨季各层SMC随着时间推移而逐渐升高;雨季各层含水量变异系数较干季同层次的变异系数大;(3)雨季地下50cm深(SM50)处SMC变化曲线波动较大,与太阳辐射(Rs)、降雨量(P)、风速(W)、水汽压差(VPD)、最高温度(Tmax)相关性极显著(α=0.001);(4)较深层次(即150cm,250cm,350cm)土壤含水量变化的影响因素具有某种程度的相似性;但与较浅层(50cm)SMC的主要影响因素和变化趋势均不同;(5)在雨季,三个典型相关系数均达到显著性水平(α=0.01)。三组典型相关及重叠数值以第一典型相关值较大,第二、第三的重叠量较小,故林冠层气象因子主要由第一典型因素影响土壤含水量。林冠层气象因子通过3个典型变量可说明SMC总变异量的30.9%。

底泥污染物的环境行为研究进展

综述了底泥主要污染物重金属、营养物质(氮、磷)和难降解有机物向上覆水体释放的机理和影响规律,并指出该研究领域尚需解决的技术难题:重视对能代表大水体实际情况实验装置的研制开发以及野外观测与室内实验的密切结合、加强沉积物—水体界面之间物质扩散交换过程的机理研究,建立污染物释放模型;加强底泥污染物释放的动力学研究。

水稻土中砷的环境化学行为及铁对砷形态影响研究进展

在水淹缺氧环境下,界面微环境中水稻土铁矿物的还原以及根表铁膜的生成是引起砷释放还原和促进砷被吸附的过程,识别铁对砷的作用机制是有效降低水稻对土壤砷吸收的方法。本文综述了水稻土中铁对砷的作用机制的国内外研究现状,并从水稻通气组织、土壤溶液氧化还原电位、铁矿物类型、有机质和阴离子种类等5个方面讨论水稻土中铁对砷的化学行为的影响,并展望了今后的研究方向,以期为水稻土砷污染防治及抑制水稻对砷的吸收提供参考。

鼎湖山针阔混交林光合有效辐射的时空格局

光合有效辐射（PAR）是影响生态系统能量转化和物质生产的重要生态因子，对其时空格局的研究，有助于深入理解生态系统的生理生态因子变化和光合行为．该文分析了2003年鼎湖山南亚热带针阔混交林生态系统PAR通量的时空分布特征及相互关系．结果表明，在日尺度上，PAR在进入冠层内部的过程中，其强度不断减弱，变异系数（CV）则不断增大；各层次PAR月总量的年变化均呈单峰形，并分别于7月和3月达到最大值和最小值．雨季和旱季，各层次PAR的日均变化均呈单峰曲线，其中冠层上方（PAR1）和乔木第1亚层（PAR2）呈规则的单峰曲线，而乔木第3亚层（PAR，）和灌木及草本层（PAR．）则为不规则的单峰曲线；旱季各层次PAR的平均值为雨季的68．99％～71．48％；旱季各层次PAR日通量的CV非常接近，而雨季PAR，和PAR．的CV则明显增加．全年PAR1、PAR2、PAR3和PAR4总量分别为1842．27、1374．37、471．38和288．39MJ/m^2，各占下行短波辐射（RSd）的40．07％、29．89％、10．25％和6．27％．全年PAR：、PAR，和PAR．的相对光合有效辐射分别为74．6％、23．6％和15．7％．在日尺度和月尺度上PAR。与RSd均呈极显著直线相关，而RSd的系数远小于通常的范围（0．44～0．50）．

新工科背景下环境生态工程创新应用人才培养实践

在新工科教育背景下,环境生态视野、管理知识和技能会深入到各个行业和各个领域的发展中,因此,急需具备更高创新创业能力和跨界整合能力的“新工科”人才,为我国企业转型提供环境生态的保护。如何结合新形势和地方特色提高学生“新工科思维”与解决实际问题的能力,是当前地方高校面临的紧迫任务。广东工业大学环境生态工程专业紧密结合地方生态修复工程建设实践,培养具有生态学学科视野、积极创新和实践能力的生态规划和管理的新工科应用型人才,具有明显的地方特色。通过对环境生态工程专业培养方案制定、PBL+双语多模式课程教育实施、强化新工科教育的实践课程设计3个方面进行了阐述和实践,探索出一套适合新工科人才培养要求,具有交叉学科特色的“课程规划-多模式课程教育-企业协作新工科创新实践人才培养模式”。该模式已经获得了良好的培养效果,达到了新工科人才综合素养的各项标准要求,并对环境生态工程专业人才培养具有一定的示范作用。

亚热带马尾松林恢复过程中物种丰富度及生物量变化

马尾松林恢复过程中物种丰富度及生物量变化有助于了解该过程中物种多样性及碳汇功能的变化。选取亚热带东部湿润地区的马尾松(Pinus massoniana)林、针阔叶混交林及常绿阔叶林样地构建马尾松林自然恢复系列,通过比较不同森林中生物量和物种丰富度的变化探讨马尾松林恢复过程中碳汇功能以及物种多样性的变化。依据中国科学院战略性先导科技专项"应对气候变化碳收支认证及相关问题"之森林课题调查数据库中亚热带东部湿润地区的部分数据进行物种多样性和生物量的分析,分别计算不同胸径(diameter at breast height,DBH)等级(1 cm≤DBH<5 cm、5 cm≤DBH<10 cm、10 cm≤DBH<20cm、DBH≥20 cm)以及群落总的物种丰富度和生物量,采用Tukey多重比较以及简单线性回归的方法分析不同森林类型之间生物量以及物种丰富度的差异,并探索物种丰富度与生物量之间的关系。结果表明亚热带东部地区的马尾松林、针阔叶混交林以及常绿阔叶林的总平均生物量分别为(114.74±4.82)、(124.99±4.99)、(220.9±8.62)t·hm-2,总物种丰富度分别为(5.81±0.61)、(17.55±1.17)、(23.71±2.04),在马尾松林转变为针阔叶混交林的过程中群落的物种数量显著增加(P=0.000),但碳贮量增加不明显(P=0.305);在针阔叶混交林转变为常绿阔叶林的过程中碳贮量显著增加(P=0.000)且生物量向大个体(DBH≥20 cm)的方向集中,但群落整体的物种数量增加不明显(P=0.159)。总体而言,亚热带地区所选森林中物种丰富度与生物量之间未表现出良好的线性关系,但针阔叶混交林的大个体(DBH≥5 cm)以及3种森林类型的小个体(DBH<5cm)的物种丰富度与生物量之间呈现显著的线性相关。研究表明,亚热带东部湿润地区森林中小径级的个体生物量随物种丰富度增加其变化趋势明显,增加小个体的物种丰富度既能够促进群落中资源的利用效率,又能够促进森林生态系统的物质循环;针阔叶混交林大个体的生物量随物种丰富度的增加而显著增加,对针阔叶混交林中大个体乔木进行合理的管理也能够促进群落对资源的有效利用。